JPH038273A - 電池 - Google Patents
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- JPH038273A JPH038273A JP1142253A JP14225389A JPH038273A JP H038273 A JPH038273 A JP H038273A JP 1142253 A JP1142253 A JP 1142253A JP 14225389 A JP14225389 A JP 14225389A JP H038273 A JPH038273 A JP H038273A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は電池、特にボリアニリン電池の改良に関するも
のであり、充電可能にして重量エネルギー密度及び容積
エネルギー密度が高く且つサイクル光′に特性に優れ九
電池ft提供せんとするものである。
のであり、充電可能にして重量エネルギー密度及び容積
エネルギー密度が高く且つサイクル光′に特性に優れ九
電池ft提供せんとするものである。
(従来の技術)
近年、電子機器の普及化に伴いより小型にして軽量な!
池が種々の用途に使用されるようになってきた。特に電
極にリチウムを使用せる電池は高度のエネルギー密度を
有するため、最近その需要が急激に増大されている。又
これに伴い従来−次電池でおるリチウム電池を二次電池
に変換することについても強く要望されている。
池が種々の用途に使用されるようになってきた。特に電
極にリチウムを使用せる電池は高度のエネルギー密度を
有するため、最近その需要が急激に増大されている。又
これに伴い従来−次電池でおるリチウム電池を二次電池
に変換することについても強く要望されている。
又最近ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールな
どの有機高分子材料を電極材料に使用することにより軽
量にして充電可能な電池をつることも開発されており、
これらの有機高分子材料の内特にポリアニリンを使用し
た場合には優れた電池特性を示すことが明らかにされて
いる。又正極にポリアニリ/を、負極としてリチウムを
使用した場合、高いエネルギー密度を有する二次電池を
うろことが確認されている。然しなからこの電池#′i
″m池として要求される性能の内1重要な性能とされる
サイクル充放電特性、即ち繰返し充放電を行った場合の
耐久性について劣るものであった。
どの有機高分子材料を電極材料に使用することにより軽
量にして充電可能な電池をつることも開発されており、
これらの有機高分子材料の内特にポリアニリンを使用し
た場合には優れた電池特性を示すことが明らかにされて
いる。又正極にポリアニリ/を、負極としてリチウムを
使用した場合、高いエネルギー密度を有する二次電池を
うろことが確認されている。然しなからこの電池#′i
″m池として要求される性能の内1重要な性能とされる
サイクル充放電特性、即ち繰返し充放電を行った場合の
耐久性について劣るものであった。
即ちポリアニリンのほぼ完全な充電状態である単位重量
(2)あ九り120〜140のAhの電気容量の充電及
び放電を繰返した場合、放電容量が約200サイクルで
初期の約50%の如く著しく低下するものであった。
(2)あ九り120〜140のAhの電気容量の充電及
び放電を繰返した場合、放電容量が約200サイクルで
初期の約50%の如く著しく低下するものであった。
このように4リアニリ/電池においては、未だ実用化の
段階には至らないものであり、サイクル充放を特性の改
善が早急に要望されているものであった。
段階には至らないものであり、サイクル充放を特性の改
善が早急に要望されているものであった。
(発明が解決するための課題)
本発明はかかる要望に応じ鋭意研究を行った結果、ポリ
アニリンが充放電の繰返しによって電気化学的に酸化し
、ポリアニリン内にポーロラン又はハイポ−ロランを生
成し、これが電解液中の4謀分子又は電解質分子と反応
することによって低分子化にすることに基因するもので
あることをつきとめ、且つこの反応がアミ/系抗酸化4
jを共存せしめることによって抑制することが出来、よ
って多数回のサイクル光放電を繰返すも放電容量の低下
が少く、長寿命化に耐えうるポリアニリン電池を開発し
たものである。
アニリンが充放電の繰返しによって電気化学的に酸化し
、ポリアニリン内にポーロラン又はハイポ−ロランを生
成し、これが電解液中の4謀分子又は電解質分子と反応
することによって低分子化にすることに基因するもので
あることをつきとめ、且つこの反応がアミ/系抗酸化4
jを共存せしめることによって抑制することが出来、よ
って多数回のサイクル光放電を繰返すも放電容量の低下
が少く、長寿命化に耐えうるポリアニリン電池を開発し
たものである。
(課題を解決するための手段)
本発明は少なくとも一方の!極の主な活物質にポリアニ
リンを用いて形成した!池において、該を池構成材料内
に下記一般式 (ただし式中R,、R2はアルキル基、ペンノル基、ナ
フチル基またはスルホニル基である。)にて表わされる
化合物が添加されていることを特徴とするものである。
リンを用いて形成した!池において、該を池構成材料内
に下記一般式 (ただし式中R,、R2はアルキル基、ペンノル基、ナ
フチル基またはスルホニル基である。)にて表わされる
化合物が添加されていることを特徴とするものである。
本発明において上記一般式にて示されるアミン系抗酸化
剤としては例えばオクチル化ノフェニルアミン、 4
、4′−(α、α−ジメチルベ/ジル)ジフェニルアミ
ン、p−(p−)ルエンスルホニルアミド)ジフェニル
アミノ、N、N’−ジー2−ナフチル−P−フェニレン
ジアミノ等をあげることが出来る。
剤としては例えばオクチル化ノフェニルアミン、 4
、4′−(α、α−ジメチルベ/ジル)ジフェニルアミ
ン、p−(p−)ルエンスルホニルアミド)ジフェニル
アミノ、N、N’−ジー2−ナフチル−P−フェニレン
ジアミノ等をあげることが出来る。
而してこのアミン系抗酸化剤を電池構成材料内に添加せ
しめる方法としては、特に限定するものではなく1例え
ば電池の電解液中に添加せしめるか或はポリアニリンの
電極内に混入せしめればよく、特に好ましい方法は承り
アニリンを電解合成によって製造する際に、その電解液
中に上記の抗酸化剤と混合せしめるか或はポリアニリン
粉末に該抗酸化剤を混合せしめ九後、これを電極に成形
するか又は該抗酸化剤の溶液中にポリアニリン電極を浸
漬せしめた後乾燥せしめるなどである。
しめる方法としては、特に限定するものではなく1例え
ば電池の電解液中に添加せしめるか或はポリアニリンの
電極内に混入せしめればよく、特に好ましい方法は承り
アニリンを電解合成によって製造する際に、その電解液
中に上記の抗酸化剤と混合せしめるか或はポリアニリン
粉末に該抗酸化剤を混合せしめ九後、これを電極に成形
するか又は該抗酸化剤の溶液中にポリアニリン電極を浸
漬せしめた後乾燥せしめるなどである。
なおポリアニリノはアニリンを適当な電気化学的または
化学的な方法によって重合させてうるものであり、アニ
IJンがどの位置で連がっているかは問わない。
化学的な方法によって重合させてうるものであり、アニ
IJンがどの位置で連がっているかは問わない。
又ポリアニリ/と上記抗酸化剤との配合比については特
に限定するものではないが、通常ボリア二IJン100
重量部に対し抗酸化剤11jL′ik部程度を添加せし
めることが好ましい。
に限定するものではないが、通常ボリア二IJン100
重量部に対し抗酸化剤11jL′ik部程度を添加せし
めることが好ましい。
又本発明で、特にポリアニリンを正極の活物質とし、負
極の活物質にリチウムを使用することにより高エネルイ
ー密度を有する電池をうることが出来特に好ましい。こ
の場合電解質としては過塩素酸リチウム、四フフ化ホウ
酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム又
はこれらの混合物が好ましく、溶媒としてはソメトキン
エタ/。
極の活物質にリチウムを使用することにより高エネルイ
ー密度を有する電池をうることが出来特に好ましい。こ
の場合電解質としては過塩素酸リチウム、四フフ化ホウ
酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム又
はこれらの混合物が好ましく、溶媒としてはソメトキン
エタ/。
プロピレンカーデネート、エチレンカーゲネートテトラ
ヒドロフラン、スルフォラノ、がンマブチロラクトンま
たはこれらの混合物が好ましい。
ヒドロフラン、スルフォラノ、がンマブチロラクトンま
たはこれらの混合物が好ましい。
(実施例)
実施例(1)
fA) ポリアニリン電極の製作
水100CC中K[塩素酸0.2Mの濃度KI!iJ解
し、これにアニリンを0.1Mの濃度に添加して電析欣
とした。次いでこの溶液中に10X10cynのニッケ
ルメツレ・1板を2枚対向させて設置し、一方をアノー
ドとし、これを飽和甘こう′F!L極に対して700
mVの電位に設立してアノード°酸化を10時間行って
アノード側に19.3gのポリアニリンをえた。このポ
リアニリンを純水中にて24時間洗浄し1次いで80℃
にて24時間乾燥した後粉砕して100メツシユ以丁の
微粉末だけを取りだした。
し、これにアニリンを0.1Mの濃度に添加して電析欣
とした。次いでこの溶液中に10X10cynのニッケ
ルメツレ・1板を2枚対向させて設置し、一方をアノー
ドとし、これを飽和甘こう′F!L極に対して700
mVの電位に設立してアノード°酸化を10時間行って
アノード側に19.3gのポリアニリンをえた。このポ
リアニリンを純水中にて24時間洗浄し1次いで80℃
にて24時間乾燥した後粉砕して100メツシユ以丁の
微粉末だけを取りだした。
而して得た?リアニリン粉末2gに2.2.4−トリメ
チル−1,2−ジヒドロキノリンの粉末0.1gを添加
混合してえた活@X全厚さ0.05 m 。
チル−1,2−ジヒドロキノリンの粉末0.1gを添加
混合してえた活@X全厚さ0.05 m 。
巾4 Lyn、 長す5゜6謂のステンレス製エキス7
セント9メタルにプレス機により王看してポリアニリン
電極を得之。而して作製されたtfflにおけるポリア
ニリンの重tは1.8gであった。
セント9メタルにプレス機により王看してポリアニリン
電極を得之。而して作製されたtfflにおけるポリア
ニリンの重tは1.8gであった。
(B) ポリアニリン電池の製作
斯くしてえ九ポリアニリン電極を正極とし、厚10.2
−のリチウム板を負極とし、両者間に厚さ0.31のポ
リプロピレン不峨布からなるセ・!レーターを介在せし
めて渦巻状に巻いたものをアルミ製革凹型1!!池容器
内に装填し、電解液として四7ツ化ホウ酸リチウムをプ
ロピレンカーゴネートとノメトキシエタンIcI:1の
混合浴媒中に2.5Mの濃度に溶解せしめたもの金3.
2cc注入して公用の方法により正負極部よりリードを
取り出し、遺して本発明#を池をえた。
−のリチウム板を負極とし、両者間に厚さ0.31のポ
リプロピレン不峨布からなるセ・!レーターを介在せし
めて渦巻状に巻いたものをアルミ製革凹型1!!池容器
内に装填し、電解液として四7ツ化ホウ酸リチウムをプ
ロピレンカーゴネートとノメトキシエタンIcI:1の
混合浴媒中に2.5Mの濃度に溶解せしめたもの金3.
2cc注入して公用の方法により正負極部よりリードを
取り出し、遺して本発明#を池をえた。
この電池の重tは13g1体積は8.3 ccであり。
同一のニッケルカドミウム電池に比して約1/2の軽量
であった。
であった。
この電池についてその特性を測定するために4.0−2
.OVの電圧範囲にて10mAの定電流にて充電した結
果、191 mAhの容量がえられ、平均放電電圧的3
.5vであった。従ってこの電池の重量エネルギー密度
は51.2 Wh/kg 、容量エネルギー密度は80
.5 wh/Iでありた。これらの値は同一サイズのニ
ッケルーカドミウム電池に比して何れも大きく上回って
いた。
.OVの電圧範囲にて10mAの定電流にて充電した結
果、191 mAhの容量がえられ、平均放電電圧的3
.5vであった。従ってこの電池の重量エネルギー密度
は51.2 Wh/kg 、容量エネルギー密度は80
.5 wh/Iでありた。これらの値は同一サイズのニ
ッケルーカドミウム電池に比して何れも大きく上回って
いた。
又500サイクル後の放電容量を測定した処153 m
Ahであり、容量低下率は約20チであった。
Ahであり、容量低下率は約20チであった。
実施例(2)
(N ポリアニリン電極の製作
水100CC中に過塩素酸を0.2Mの濃度に溶解し、
これにアニソ/及びN 、 N’−ジー2−ナフチル−
′p−フェニレンシアミンを夫々0.1Mの濃度にて添
加して電析液とした。次にこの浴液中に厚さ0.5諺、
巾40.長さ5.6αのステンレス製エキス・2ント0
メタルをアノードとして設置し、これに飽和甘こう電極
に対して700rnVL7)電位を印加してアノード酸
化を約10時間行って上記エキス・ン/トメタル上に承
りアニリンを主体とする活物質を析出せしめた。これを
濃度0.OIMの過塩素飲水溶液中にカソードとして設
置し、脱ドープを2時間行い、ついで80℃にて8時間
真空加熱乾燥を行った後、プレスしてポリアニリン含t
1182gのボリアユリ/111極をえた。
これにアニソ/及びN 、 N’−ジー2−ナフチル−
′p−フェニレンシアミンを夫々0.1Mの濃度にて添
加して電析液とした。次にこの浴液中に厚さ0.5諺、
巾40.長さ5.6αのステンレス製エキス・2ント0
メタルをアノードとして設置し、これに飽和甘こう電極
に対して700rnVL7)電位を印加してアノード酸
化を約10時間行って上記エキス・ン/トメタル上に承
りアニリンを主体とする活物質を析出せしめた。これを
濃度0.OIMの過塩素飲水溶液中にカソードとして設
置し、脱ドープを2時間行い、ついで80℃にて8時間
真空加熱乾燥を行った後、プレスしてポリアニリン含t
1182gのボリアユリ/111極をえた。
(Bl 7j?リアニリ/寛池の製作斯くしてえたポ
リアニリン電極を使用し、実施例(1)と同様にして単
■型ポリアニリン電池をえた。
リアニリン電極を使用し、実施例(1)と同様にして単
■型ポリアニリン電池をえた。
この電池について実施例(IJと同様に性能を測定した
結果、エネルギー密度は50.3 wh殉であり、50
0サイクル後の容警低下牟は23%であった。
結果、エネルギー密度は50.3 wh殉であり、50
0サイクル後の容警低下牟は23%であった。
実施例(3)
(ん ポリアニリン電極
水100cc中に過塩素酸を0.2 Mの襄kに溶解し
、これにアニリンを0.1MのfIkffにて添加して
電析液とじ九、以外は実施例(2)と同様にしてエキス
・ヤントメタル上にポリアニリンの活物質を析出せしめ
てポリアニリン電極をえた。
、これにアニリンを0.1MのfIkffにて添加して
電析液とじ九、以外は実施例(2)と同様にしてエキス
・ヤントメタル上にポリアニリンの活物質を析出せしめ
てポリアニリン電極をえた。
(B) ポリアニリン電池の製作
斯くしてえたポリアニリン電極を使用し、実施例(2)
と同様にして単m型電池容器に充填した。次いで該容器
内に四7フ化ホウ酸リチウム及びN。
と同様にして単m型電池容器に充填した。次いで該容器
内に四7フ化ホウ酸リチウム及びN。
N′−シー2−ナフチル−13−フェニン/・ゾアミ/
を夫々2.5M及び0.01Mの濃度でプロビレンカー
ゲネートとジメトキシエタ/1:1の混合溶媒に溶解さ
せた電解液を3ca、注入し以下実施例と同様にして単
m型の本発明電池をえた。
を夫々2.5M及び0.01Mの濃度でプロビレンカー
ゲネートとジメトキシエタ/1:1の混合溶媒に溶解さ
せた電解液を3ca、注入し以下実施例と同様にして単
m型の本発明電池をえた。
この電池について実施例(1)と同様の条件にて試験を
行った結果、エネルギー密度は51.3 wh、A9で
あり、500サイクル後の放電容量の低下率は18.3
%であった。
行った結果、エネルギー密度は51.3 wh、A9で
あり、500サイクル後の放電容量の低下率は18.3
%であった。
比較例
電解液中にN、N’−ノー2−+フチルーp−フェニン
/ジアミンを添加しない以外はすべて実施例(3)と同
様にして比較例電池をえた。
/ジアミンを添加しない以外はすべて実施例(3)と同
様にして比較例電池をえた。
この電池について500?イクル後の容量低下率を測定
した結果は88チであった。
した結果は88チであった。
(発明の効果)
以下詳述した如く本発明電池はエネルゼー密度45 W
bA以上が得られ、100チの放電深度で500回のサ
イクル充放1を行わせても放電容量の低下率は約20%
であり、優れたサイクル充放電特性を有するため長期寿
命にたえうる等工業上能めで有用のものである。
bA以上が得られ、100チの放電深度で500回のサ
イクル充放1を行わせても放電容量の低下率は約20%
であり、優れたサイクル充放電特性を有するため長期寿
命にたえうる等工業上能めで有用のものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも一方の電極の主な活物質にポリアニリンを用
いて形成した電池において、電池構成材料内に下記一般
式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし式中R_1、R_2はアルキル基、ベンジル基
、ナフチル基、またはスルホニル基である。)にて表わ
される化合物が添加されていることを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1142253A JPH038273A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1142253A JPH038273A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH038273A true JPH038273A (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=15311017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1142253A Pending JPH038273A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH038273A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008019883A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Toho Gas Co Ltd | 極低温用小口径止め弁 |
KR100956652B1 (ko) * | 2007-12-28 | 2010-05-10 | 연세대학교 산학협력단 | 가교 고분자 전해질막, 가교 고분자 전해질막의 제조방법및 그 전해질막을 포함하는 연료전지 |
CN105826543A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 哈尔滨工业大学(威海) | 铝-聚苯胺二次电池 |
CN108807911A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 中国石油大学(华东) | 一种铝离子电池及其制备方法 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1142253A patent/JPH038273A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008019883A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Toho Gas Co Ltd | 極低温用小口径止め弁 |
KR100956652B1 (ko) * | 2007-12-28 | 2010-05-10 | 연세대학교 산학협력단 | 가교 고분자 전해질막, 가교 고분자 전해질막의 제조방법및 그 전해질막을 포함하는 연료전지 |
CN105826543A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-03 | 哈尔滨工业大学(威海) | 铝-聚苯胺二次电池 |
CN108807911A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 中国石油大学(华东) | 一种铝离子电池及其制备方法 |
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